KR101861045B1 - 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하수관로 정보 및 하천 도로 정보를 기반으로 하여 생성된 비행경로 정보에 의해 하수관로 또는 하천 도로를 따라 비행하며 맨홀 또는 하천 시설물을 촬영하여, 맨홀 뚜껑의 파손 또는 개폐 상태 그리고 하천 시설물의 상태 등을 점검하는 드론에 관한 것이다.
본 발명에 의한 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론은 GPS 장치, 촬영 장비 및 무선 통신 장비가 장착되고 설정된 경로를 따라 비행하며 맨홀 및 하천 시설물을 점검하는 드론에 관한 것이며, 본 발명의 드론은 하수관로 정보 및 맨홀 위치 정보, 하천 도로 정보 및 하천 시설물 정보가 입력되어 저장되는 데이터 베이스와, 하수관로 정보 및 하천 도로 정보를 기반으로 하여 비행경로 정보를 생성하고, 맨홀 위치 정보 및 하천 시설물 정보를 기반으로 하여 촬영지점 정보를 생성하는 정보 생성부와, 비행경로 정보에 따라 드론을 비행시키는 드론 제어부와, 촬영지점 정보에 따라 촬영 장비를 제어하는 촬영 장비 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론은 GPS 장치, 촬영 장비 및 무선 통신 장비가 장착되고 설정된 경로를 따라 비행하며 맨홀 및 하천 시설물을 점검하는 드론에 관한 것이며, 본 발명의 드론은 하수관로 정보 및 맨홀 위치 정보, 하천 도로 정보 및 하천 시설물 정보가 입력되어 저장되는 데이터 베이스와, 하수관로 정보 및 하천 도로 정보를 기반으로 하여 비행경로 정보를 생성하고, 맨홀 위치 정보 및 하천 시설물 정보를 기반으로 하여 촬영지점 정보를 생성하는 정보 생성부와, 비행경로 정보에 따라 드론을 비행시키는 드론 제어부와, 촬영지점 정보에 따라 촬영 장비를 제어하는 촬영 장비 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 하수관로 또는 하천 도로를 따라 비행하며 맨홀의 상태 또는 하천 시설물을 점검하는 드론에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 하수관로 정보 및 하천 도로 정보를 기반으로 하여 생성된 비행경로 정보에 의해 하수관로 또는 하천 도로를 따라 비행하며 맨홀 또는 하천 시설물을 촬영하여, 맨홀 뚜껑의 파손 또는 개폐 상태 그리고 하천 시설물의 상태 등을 점검하는 드론에 관한 것이다.
일반적으로 도시나 농촌 등 다수의 사람이 거주하는 지역의 지하에는 물을 공급하기 위한 상수관로 및 사용된 물을 모아 이송하기 위한 하수관로가 설치되고, 이에 더하여 하수관로의 청소 및 점검 등을 위해 사람이 하수관로로 내려가기 위한 맨홀이 설치된다.
이러한 맨홀은 보행자의 안전을 위하여 평상시에 항상 맨홀 뚜껑으로 폐쇄되어 있어야 하나 관리상의 부주의, 맨홀 뚜껑의 파손 또는 유실 등의 문제로 맨홀이 개방되어 있는 상태에서 보행자의 추락 사고로 이어지는 경우가 발생한다.
따라서, 맨홀을 관리하여야 하는 지자체 등의 관리주체는 맨홀의 상태를 지속적으로 점검하여야 하나, 관리 대상 지역의 곳곳에 분포된 수많은 맨홀을 일일이 지속적으로 점검하기에는 인력이 부족하고 점검에 따른 비용이 지속적으로 지출되는 문제가 발생한다.
이러한 문제를 해결하기 위한 맨홀 점검장치 또는 방법에 관한 발명으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2007-0089467호의 "맨홀 감시용 무선시스템" 및 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0095966호의 "맨홀 감시 시스템", 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0086182호의 "맨홀 뚜껑 및 맨홀 관리 시스템"이 제안되어 공개된 바 있다.
상기 대한민국 공개특허공보 제10-2007-0089467호의 "맨홀 감시용 무선시스템"에는 센서에 의해 감지된 맨홀의 감지정보를 수집단말기가 수집한 후 취합 및 정리하여 전송함으로써 주변 지역의 맨홀을 일괄적으로 실시간 관리할 수 있는 시스템에 관한 발명이 제안되었고, 상기 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0095966호의 "맨홀 감시 시스템"에는 맨홀 내부 및 외부에 다수의 감지수단을 설치하여 다양한 조건에 대한 맨홀의 상태감시를 무인화함으로써 인건비를 절감할 수 있고 각종 안전사고를 방지할 수 있는 시스템에 관한 발명이 제안되었다.
또한, 상기 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0086182호의 "맨홀 뚜껑 및 맨홀 관리 시스템"에는 맨홀 뚜껑 내부에 전자 회로를 내장하여 맨홀 내부 및 외부에 대한 주변 환경의 각종 상태를 감지하고 실시간으로 제공함으로써 맨홀에서 발생하는 각종 사고를 발생 초기에 신속하게 감지 및 대응할 수 있는 시스템에 관한 발명이 제안되었다.
그러나 상기와 같은 종래 기술들은 관리 대상 지역에 설치되는 수많은 맨홀 뚜껑 전부에 센서 또는 전자 회로를 설치하여야 하므로 센서 또는 전자 회로의 설치, 유지 및 보수, 교체에 따른 비용이 지속적으로 지출되는 문제가 추가로 발생한다.
또한, 하천 도로의 주변에 설치되는 하천 시설물은 하천 도로의 길이가 길어 사람에 의한 점검에 시간이 오래 걸리고, 지상에서는 파악하기 어려운 부분이 존재한다.
따라서, 초기 비용 발생 이후의 비용 발생을 최소화함과 동시에 주기적으로 점검 대상 지역에 설치된 모든 맨홀을 점검할 수 있고, 하천 도로 주변의 하천 시설물을 점검할 수 있는 방안에 관한 발명이 요구되는 실정이다.
본 발명에 의한 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론은 상기와 같은 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위해 제안된 기술로써,
사람이 직접 점검 대상 구역을 일일이 방문하여 맨홀을 점검하는 종래의 점검 방식은 점검 인력이 부족하여 점검 속도가 느리고, 점검에 따른 비용이 지속적으로 지출되는 문제가 발생하였고,
사람의 방문이 어려운 지점에 설치되는 맨홀은 접근성이 낮아 지속적인 점검이 어려운 문제가 발생하였으며,
맨홀 뚜껑에 센서 또는 전자 회로를 설치하여 실시간으로 맨홀의 상태를 점검하는 방식은 센서 또는 전자 회로의 설치, 유지 및 보수, 교체에 따른 비용이 지속적으로 지출되는 문제가 발생하였으며,
하천 도로의 주변에 설치되는 하천 시설물은 하천 도로의 길이가 길어 사람에 의한 점검에 시간이 오래 걸리고, 지상에서는 파악하기 어려운 부분이 존재하는 문제가 있기 때문에, 이에 대한 해결책을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 의한 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론은 상기와 같은 목적을 실현하고자,
GPS 장치, 촬영 장비 및 무선 통신 장비가 장착되고 설정된 경로를 따라 비행하며 맨홀 및 하천 시설물을 점검하는 드론에 있어서, 하수관로 정보 및 맨홀 위치 정보, 하천 도로 정보 및 하천 시설물 정보가 입력되어 저장되는 데이터 베이스; 상기 하수관로 정보 및 상기 하천 도로 정보를 기반으로 하여 비행경로 정보를 생성하고, 상기 맨홀 위치 정보 및 상기 하천 시설물 정보를 기반으로 하여 촬영지점 정보를 생성하는 정보 생성부; 상기 비행경로 정보에 따라 상기 드론을 비행시키는 드론 제어부; 상기 촬영지점 정보에 따라 상기 촬영 장비를 제어하는 촬영 장비 제어부; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론을 제시한다.
본 발명에 의한 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론은,
사람이 직접 점검 대상 구역을 일일이 방문하여 맨홀을 점검하는 작업을 촬영 장비가 장착된 드론이 대신 수행하므로 점검 속도가 빠르고 인건비가 절약되는 효과가 있고,
사람의 방문이 어려운 지점에 설치되는 맨홀에도 쉽게 접근할 수 있고, 관리 대상 구역 중 취약 지점을 사전 선별하여 선별된 지점만을 지속적으로 집중 점검할 수 있는 효과가 있으며,
GPS 장치, 촬영 장비 및 드론의 구비에 따른 초기 비용 발생 이후의 비용 발생을 최소화할 수 있는 효과가 있으며,
하천 도로 정보를 기반으로 하여 드론이 하천 도로를 따라 비행하도록 함으로써 하천 시설물의 현재 상태를 신속하고 정확하게 점검할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론의 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론을 이용하여 맨홀 및 하천 시설물을 점검하기 위한 구성요소들을 나타낸 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론을 이용하여 맨홀 및 하천 시설물을 재점검하기 위한 구성요소들을 나타낸 구성도.
도 4는 본 발명에 의한 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론의 지상 단말기기를 나타낸 구성도.
도 5는 본 발명에 의한 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론의 비행 전, 현재 전력 잔량과 예상 소비 전력량을 비교하여 사용자에게 경고하기 위한 구성요소들을 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론을 이용하여 맨홀 및 하천 시설물을 점검하기 위한 구성요소들을 나타낸 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론을 이용하여 맨홀 및 하천 시설물을 재점검하기 위한 구성요소들을 나타낸 구성도.
도 4는 본 발명에 의한 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론의 지상 단말기기를 나타낸 구성도.
도 5는 본 발명에 의한 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론의 비행 전, 현재 전력 잔량과 예상 소비 전력량을 비교하여 사용자에게 경고하기 위한 구성요소들을 나타낸 구성도.
본 발명은 하수관로 또는 하천 도로를 따라 비행하며 맨홀의 상태 또는 하천 시설물을 점검하는 드론(100)에 관한 것으로써,
GPS 장치(101), 촬영 장비(102) 및 무선 통신 장비(103)가 장착되고 설정된 경로를 따라 비행하며 맨홀 및 하천 시설물을 점검하는 드론(100)에 있어서, 하수관로 정보 및 맨홀 위치 정보, 하천 도로 정보 및 하천 시설물 정보가 입력되어 저장되는 데이터 베이스(110); 상기 하수관로 정보 및 상기 하천 도로 정보를 기반으로 하여 비행경로 정보를 생성하고, 상기 맨홀 위치 정보 및 상기 하천 시설물 정보를 기반으로 하여 촬영지점 정보를 생성하는 정보 생성부(120); 상기 비행경로 정보에 따라 상기 드론(100)을 비행시키는 드론 제어부(130); 상기 촬영지점 정보에 따라 상기 촬영 장비(102)를 제어하는 촬영 장비 제어부(140); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론에 관한 것이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하고자 한다.
우선, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론은 GPS 장치(101), 촬영 장비(102) 및 무선 통신 장비(103)가 장착되고 설정된 경로를 따라 비행하며 맨홀 및 하천 시설물을 점검하는 드론(100)에 관한 것이다.
일반적으로 드론이라 함은 본체를 중심으로 하여 외측으로 뻗어나가는 복수 개의 가이드 프레임이 구비되고, 각각의 가이드 프레임 말단에는 회전익이 각각 구비되는 멀티콥터 형태의 무인 비행체를 지칭하는 것으로써, 정해진 경로를 따라 이동 비행 중 속도를 조절하며 점검 대상물에 접근 후 정지 비행 가능하므로, 고정익으로 구성되는 무인 비행체에 비해 정밀한 점검 작업의 수행이 가능한 장점이 있다.
상기 GPS 장치(101)는 위성에서 전송하는 신호를 수신하여 상기 드론(100)의 현재 위치에 관한 데이터인 좌표 정보를 생성하는 장치이고, 상기 촬영 장비(102)는 상기 드론(100)에 장착되어 맨홀 및 하천 시설물을 촬영하기 위한 장비로써, 사진 및 동영상 촬영이 가능한 공지의 촬영 장비 중 어느 하나로 구성될 수 있으나, 상기 드론(100)의 비행에 장애를 초래하지 않는 크기 및 무게로 구성되어야 함이 자명하다.
또한, 상기 촬영 장비(102)는 짐벌에 장착된 상태로 짐벌이 상기 드론(100)에 장착됨으로써, 드론(100)의 비행에 따른 촬영되는 영상의 흔들림이 보정되고 촬영 각도의 조절이 가능하도록 구성될 수 있으며, 상기 GPS 장치(101)에서 생성되는 좌표 정보와 상기 촬영 장비(102)로 촬영되는 맨홀 및 하천 시설물의 영상은 상기 무선 통신 장비(103)를 통해 외부로 전송되며, 이에 더하여 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 필요한 다양한 신호를 외부로 전송 및 수신한다.
즉, GPS 장치(101), 짐벌, 촬영 장비(102) 및 무선 통신 장비(103)는 상기 드론(100)의 내부 또는 외부에 탑재 또는 장착되어 본 발명의 목적을 달성하기 위한 각각의 고유한 기능을 수행하며, 이에 더하여 상기 드론(100)에는 드론(100)의 현재 고도를 정밀하게 측정하기 위한 고도계가 더 탑재될 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론은 하수관로 정보 및 맨홀 위치 정보, 하천 도로 정보 및 하천 시설물 정보가 입력되어 저장되는 데이터 베이스(110)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 하수관로 정보 및 하천 도로 정보는 정부 또는 지방자치단체에 의해 관리되는 지리정보 시스템 등을 통해 획득 가능한 하수관로 및 하천 도로에 대한 정보로써, 하수관로 및 하천 도로에 관한 좌표 정보, 길이 정보, 이미지 등을 포함하여 구성될 수 있고, 상기 맨홀 위치 정보 및 하천 시설물 정보는 상기 지리정보 시스템 등을 통해 획득 가능한 하수관로를 따라 형성되는 복수 개의 맨홀 각각의 위치 정보 및 하천 도로를 따라 형성되는 복수 개의 하천 시설물 각각의 위치 정보로써, 맨홀 및 하천 시설물에 각각에 관한 좌표 정보, 이미지 등을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 데이터 베이스(110)에는 상기 촬영 장비(102)로 촬영되는 점검 영상이 저장되어 재점검이 필요한 맨홀 및 하천 시설물을 식별할 때 사용되도록 할 수 있고 아래에서 설명되는 지상 단말기기(220)로 점검 영상을 전송할 수 있도록 하며, 상기 드론(100)이 안전하게 착륙 및 대기 가능한 복수 개의 지점이 기선정되어 저장될 수 있으며, 이에 관해서는 아래에서 설명하기로 한다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론은 상기 하수관로 정보 및 상기 하천 도로 정보를 기반으로 하여 비행경로 정보를 생성하고, 상기 맨홀 위치 정보 및 상기 하천 시설물 정보를 기반으로 하여 촬영지점 정보를 생성하는 정보 생성부(120)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 정보 생성부(120)는 상기 드론(100)이 하수관로 또는 하천 도로를 따라 비행하며 하수관로를 따라 설치된 하나 이상의 맨홀 또는/및 하천 도로를 따라 설치된 하나 이상의 하천 시설물을 촬영할 수 있도록 비행경로 정보 및 촬영지점 정보를 생성하는 구성요소로써, 상기 드론(100)의 성능, 점검의 종류, 목적 등에 부합하게 생성된 비행경로 정보는 상기 하수관로 정보 및 상기 하천 도로 정보의 전부 또는 일부로 구성되어 상기 드론(100)이 하수관로의 전부 또는 일부를 따라 비행할 수 있도록 하고, 점검의 종류, 목적 등에 부합하게 생성된 촬영지점 정보는 상기 맨홀 위치 정보 및 상기 하천 시설물 정보의 전부 또는 일부로 구성되어 상기 촬영 장비(102)가 맨홀 및 하천 시설물의 전부 또는 일부를 촬영할 수 있도록 한다.
상기 정보 생성부(120)가 비행경로 정보를 생성하는 일 실시예로써, 상기 정보 생성부(120)는 하수관로 정보만을 기반으로 하여 하나 이상의 비행경로 정보를 생성할 수 있고, 하천 도로 정보만을 기반으로 하여 다른 하나 이상의 비행경로 정보를 생성할 수 있으며, 상기 하수관로 정보 및 상기 하천 도로 정보가 모두 포함되는 또 다른 하나 이상의 비행경로 정보를 생성할 수 있다.
상기 비행경로 정보는 반드시 상기 드론(100)이 하수관로 또는 하천 도로의 전부 또는 일부를 따라서만 비행하도록 구성되어야 하는 것은 아니므로, 전체 구간 중 하나 이상의 일부 구간을 제외하고 다른 구간들을 따라서만 비행하도록 구성되거나 구간에 관계없이 자유롭게 비행하며 선택적으로 복수 개의 맨홀 또는/및 하천 시설물을 점검할 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 정보 생성부(120)가 촬영지점 정보를 생성하는 일 실시예로써, 상기 정보 생성부(120)는 상기 맨홀 위치 정보만을 기반으로 하여 하나 이상의 촬영지점 정보를 생성할 수 있고, 하천 시설물 정보만을 기반으로 하여 다른 하나 이상의 촬영지점 정보를 생성할 수 있으며, 상기 맨홀 위치 정보 및 하천 시설물 정보가 모두 포함되는 또 다른 하나 이상의 촬영지점 정보를 생성할 수 있다.
상기 촬영지점 정보는 반드시 상기 드론(100)이 맨홀 위치 정보에 포함되는 모든 맨홀 또는 모든 하천 시설물을 촬영하도록 구성되어야 하는 것은 아니므로, 복수 개의 맨홀 또는 복수 개의 하천 시설물 중 일부만을 촬영하도록 구성될 수 있음은 자명하다.
이때, 상기 정보 생성부(120)가 생성하는 상기 비행경로 정보 및 상기 촬영지점 정보가 하수관로 또는 하천도로의 전부, 맨홀 및 하천 시설물 전부로 구성되는 경우에는 정보 생성부(120)가 상기 정보들을 자동으로 생성하는 경우이나 비행경로 정보 및 촬영지점 정보가 하수관로 또는 하천도로의 일부, 맨홀 및 하천 시설물 일부로 구성되는 경우에는 정보 생성부(120)가 사용자의 제어에 의하여 상기 정보들을 생성하는 경우이다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론은 상기 비행경로 정보에 따라 상기 드론(100)을 비행시키는 드론 제어부(130)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 드론 제어부(130)는 상기 정보 생성부(120)에서 생성된 비행경로 정보를 기반으로 하여 상기 드론(100)의 비행을 제어하는 구성요소로써, 상기 드론(100)이 사용자의 직접 또는 원격조종에 의하지 않고 자동으로 맨홀 및 하천 시설물 점검을 위한 비행을 수행할 수 있게 한다.
이때, 하수관로는 지하에 매설된 것임이 자명하고 하천 도로는 지면에 형성된 것이 자명하므로, 상기 비행경로 정보는 상기 하수관로 정보 또는 상기 하천 도로 정보를 기반으로 하되, 상기 드론(100)이 지면에 충돌하지 않도록 비행고도가 보정되어야 함이 자명하다.
따라서, 상기 드론(100)은 지면으로부터 일정 고도를 유지하며 하수관로 또는 하천 도로를 따라 비행하되, 비행경로에 따라 비행고도가 변경되도록 구성될 수 있고, 아래에서 설명되는 지상 단말기기(220)에 의하여 비행고도가 변경될 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론은 상기 촬영지점 정보에 따라 상기 촬영 장비(102)를 제어하는 촬영 장비 제어부(140)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 촬영 장비 제어부(140)는 상기 하수관로 정보 또는 상기 하천 도로 정보를 기반으로 하여 하수관로 또는 하천 도로를 따라 비행하는 상기 드론(100)에 장착되는 촬영 장비(102)가 맨홀 및 하천 시설물을 촬영하도록 제어하는 구성요소로써, 공지의 카메라 등으로 구성될 수 있으며, 상기 드론(100)의 비행 고도, 맨홀 및 하천 시설물 각각의 크기 등을 고려하여 줌인 또는 줌아웃 방식을 통해 육안을 통한 식별이 용이하도록 대상을 촬영한다.
상기 촬영 장비 제어부(140)가 상기 촬영 장비(102)를 제어하는 일 실시예로써, 상기 촬영 장비 제어부(140)는 상기 하수관로 정보를 기반으로 하여 하수관로를 따라 비행하는 상기 드론(100)이 어느 하나의 맨홀 상공에 도달하게 되면, 상기 촬영 장비(102)를 구동시켜 맨홀을 촬영하도록 제어할 수 있다.
이때, 상기 촬영 장비 제어부(140)는 상기 드론(100)의 비행 중 상기 촬영 장비(102)의 구동상태를 지속적으로 유지할 수 있으나, 촬영하고자 하는 복수 개의 맨홀 각각의 간격이 길게 형성되어 있는 경우 전력의 소모를 최소화하기 위하여 드론(100)이 어느 하나의 맨홀 상공에 도달하기 전 또는 도달한 후 촬영 장비(102)를 구동시켜 맨홀을 촬영할 수 있고, 상기 드론 제어부(130)는 맨홀의 상공에서 드론(100)의 비행속도를 감소시키거나 드론(100)이 정지 비행하도록 함으로써 촬영되는 영상의 품질을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론에 의한 점검 대상이 되는 맨홀은 원 또는 사각의 형태로써, 복수 개의 개체 각각이 형태 및 크기 등이 동일 또는 유사하게 구성되나, 점검 대상이 되는 하천 시설물은 복수 개체 각각이 형태 및 크기 등이 상이하게 구성될 수 있으므로, 상기 촬영 장비 제어부(140)는 상기 드론(100)이 맨홀의 수직 상방에 위치되었을 때 맨홀을 일회 촬영하도록 상기 촬영 장비(102)를 제어할 수 있고, 상기 비행경로 정보 및 드론 제어부(130) 및 상기 촬영 장비 제어부(140)는 상기 드론(100)이 하천 시설물의 주변 상공을 비행하도록 하여 상기 촬영 장비(102)가 하천 시설물을 다양한 방향에서 복수 회 촬영할 수 있도록 제어할 수 있다.
즉, 맨홀은 수직 상방에서의 일회 촬영만으로 상태 점검이 가능하나, 하천 시설물은 다양한 방향에서 복수 회 촬영되어 상태가 점검되도록 구성됨이 바람직하다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론은 상기 촬영 장비(102)로 촬영되는 점검 영상을 기반으로 하여 재점검이 필요한 맨홀 및 하천 시설물을 식별하는 식별부(150)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 식별부(150)가 재점검이 필요한 맨홀 및 하천 시설물을 식별하는 일 실시예로써, 상기 데이터 베이스(110)에는 상기 맨홀 위치 정보와 상기 하천 시설물 정보 각각에 매칭되는 맨홀 및 하천 시설물 각각의 이미지가 기저장될 수 있고, 상기 식별부(150)는 데이터 베이스(110)에 기저장된 맨홀 및 하천 시설물 각각의 이미지와 상기 촬영 장비(102)로 촬영된 점검 영상을 비교함으로써, 비교되는 이미지 및 영상이 불일치 하는 경우 이를 재점검이 필요한 대상으로 식별할 수 있다.
즉, 비교되는 이미지 및 영상이 불일치 하는 경우라도 상기 식별부(150)에서 반드시 재점검이 필요한 대상으로 식별하는 것은 아니며, 맨홀의 개방 또는 파손, 하천 시설물의 손상 등이 명백한 경우에는 재점검 대상에서 제외됨이 바람직하다.
즉, 재점검이 필요한 대상이라 함은, 보행자, 차량 등에 의해 가려진 상태로 촬영되어 개방 및 폐쇄 여부를 판단할 수 없는 맨홀 등을 의미하며, 영상의 불일치에 관한 판단은 맨홀 또는 하천 시설물 자체만으로 판단됨이 바람직하고, 주변부의 상태는 배제됨이 바람직하며, 각 영상에 포함된 맨홀 및 하천 시설물이 완전히 동일한 상태만을 일치 상태로 판단하는 것 또한 아니다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론은 상기 맨홀 위치 정보 및 상기 하천 시설물 정보를 기반으로 하여 재점검이 필요한 맨홀 각각의 맨홀 위치 정보 및 재점검이 필요한 하천 시설물 각각의 하천 시설물 정보로 구성되는 재점검 정보를 생성하는 재점검 정보 생성부(160)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이, 상기 촬영 장비(102)로 촬영되는 점검 영상과 비교되는 대상인 맨홀 및 하천 시설물 각각의 영상에는 맨홀 위치 정보 또는 하천 시설물 정보가 매칭될 수 있으므로, 상기 재점검 정보 생성부(160)는 상기 식별부(150)에서 재점검 대상으로 식별된 맨홀 및 하천 시설물 각각의 맨홀 위치 정보 또는 하천 시설물 정보로 구성되는 재점검 정보를 생성함으로써, 상기 드론(100)이 출발 지점으로 복귀하며 재점검을 수행하기 위한 정보로 활용될 수 있도록 한다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론은 상기 하수관로 정보 및 상기 하천 도로 정보 및 상기 재점검 정보를 기반으로 하여 재점검 비행경로 정보를 생성하는 재점검 경로 생성부(170)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 재점검 경로 생성부(170)는 상기 드론(100)이 출발 지점으로 복귀하며 재점검을 수행하기 위한 최적의 비행경로를 생성하는 구성요소로써, 상기 식별부(150)에 의하여 재점검이 필요하다고 식별된 맨홀 또는/및 하천 시설물 각각의 위치를 모두 종합하여 상기 드론(100)이 재점검을 수행 가능한 최소 거리의 비행경로를 생성한다.
상기와 같은 구성에 의하여, 본 발명에 의한 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론은 상기 비행경로 정보 및 상기 맨홀 위치 정보를 기반으로 점검을 수행하고 출발지점으로 복귀하며 상기 재점검 비행경로 정보를 기반으로 재점검을 수행 가능한 구성이다.
또한, 상기 데이터 베이스(110)에는 재점검 정보에 포함된 맨홀 및 하천 시설물 각각의 좌표 정보가 누적 기록될 수 있고, 상기 재점검 정보 생성부(160)는 상습적으로 재점검이 실시되는 맨홀 및 하천 시설물에 관한 재점검 정보를 생성할 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론은 상기 무선 통신 장비(103)와 양방향 통신 가능한 통신부가 구비되고, 영상 등을 표시 가능한 표시부가 구비되며, 상기 드론(100)을 제어 가능한 입력부가 구비되는 지상 단말기기(220)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 지상 단말기기(220)는 상기 촬영 장비(102)로 촬영되어 외부로 전송되는 점검 영상을 수신하여 표시 가능하도록 구성되어 사용자가 맨홀 및 하천 시설물에 관한 현재 상태를 파악할 수 있도록 하고, 자동 제어 방식으로 비행 중인 상기 드론(100)을 사용자가 직접 제어 가능하도록 구성될 수 있으며, 상기 촬영 장비(102), 상기 짐벌 등을 제어 가능하도록 구성될 수 있고, 드론(100)의 현재 위치 및 고도 등을 화면에 표시하도록 구성될 수 있다.
이에 더하여, 상기 지상 단말기기(220)는 사용자가 맨홀 및 하천 시설물의 상태를 정밀하게 파악할 수 있도록 수신된 점검 영상을 저장하는 영상 저장 기능, 저장된 점검 영상을 재생하는 영상 재생 기능, 재생 중인 점검 영상의 일부를 확대하는 확대 기능 등의 구현이 가능하도록 구성될 수 있고, 상기 경고 신호 생성부(190)에서 생성된 경고 신호를 사용자가 인지 가능하도록 경고음, 경고 불빛 등을 발생시킬 수 있으며, 상기 표시부에 경고 신호를 메시지 형태로 표시할 수도 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론은 상기 비행경로 정보에 따른 예상 비행거리 및 상기 촬영지점 정보에 따른 상기 촬영 장비(102)의 예상 구동 시간을 기반으로 하여 상기 드론(100)의 예상 소비 전력량을 계산하는 연산부(180)와, 상기 드론(100)의 비행 전, 드론(100)에 탑재된 배터리의 현재 전력 잔량과 상기 예상 소비 전력량을 비교하여 현재 전력 잔량이 예상 소비전력량 이하이면 외부로 표시되는 경고 신호를 생성하는 경고 신호 생성부(190)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
먼저, 상기 데이터 베이스(110)에는 상기 드론(100)의 무게 등을 고려하여 비행시 단위 시간당 전력 소비량 정보, 상기 촬영 장비(102)의 단위 시간당 전력 소비량 정보 등이 기입력됨이 바람직하고, 상기 연산부(180)는 상기 비행경로 정보에 따른 상기 드론(100)의 예상 비행거리 및 상기 촬영지점 정보에 따른 상기 촬영 장비(102)의 예상 구동 시간에 따른 예상 소비 전력량을 산출하는 구성이다.
이후, 상기 경고 신호 생성부(190)는 상기 드론(100)의 비행전, 드론(100)에 탑재된 배터리의 현재 전력 잔량과 상기 예상 소비 전력량을 비교하여, 현재 전력 잔량이 상기 예상 소비 전력량 이하이면, 이를 사용자가 인지할 수 있도록 경고 신호를 생성하는 구성이다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론은 상기 드론(100)의 비행 중, 드론(100)에 탑재된 배터리의 현재 전력 잔량과 상기 예상 소비 전력량을 비교하여 현재 전력 잔량이 예상 소비전력량 이하이면 드론(100)의 비행 가능한 거리를 계산 후 드론(100)의 현재 좌표 정보에 반영하여 착륙 지점 정보를 생성하는 착륙지점 정보 생성부(200)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
즉, 맨홀은 상당수가 도로에 위치되므로, 상기 드론(100)이 하수관로 상의 일 지점 또는 맨홀 상에 착륙하게 되면 사람 또는 차량 등에 위해를 가하거나 차량 등과 충돌하여 파손될 위험성이 증가하게 되므로, 상기 착륙지점 정보 생성부(200)는 평지 등 상기 드론(100)이 착륙 가능한 상태이되, 사람 또는 차량과의 충돌 가능성이 제거되는 기선정된 복수 개의 착륙 지점 중 도달 가능한 어느 하나의 착륙 지점을 상기 드론 제어부(130) 및 지상 단말기기(220)에 제공함으로써, 자동 또는 사용자에 의한 선택에 의하여 드론(100)이 착륙 지점으로 비행 후 착륙할 수 있도록 한다.
따라서, 상기 데이터 베이스(110)에는 상기 드론(100)이 안전하게 착륙할 수 있고 사용자에 의하여 회수되기 전까지 안전성이 보장되는 복수 개의 착륙 지점이 기선정되어 저장됨이 바람직하고, 상기 복수 개의 착륙 지점 중 어느 하나의 착륙 지점이 선택되는 방식은 상기 드론(100)에 탑재된 배터리의 현재 전력 잔량으로 맨홀 또는/및 하천 시설물을 점검하며 도달 가능한 최대 거리에 위치한 어느 하나의 착륙 지점을 자동으로 선택하는 방식 또는 상기 지상 단말기기(220)를 통한 사용자에 의한 선택에 따를 수 있으나 반드시 이러한 방식에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론은 상기 드론(100)이 상기 착륙 지점 정보에 따라 상기 착륙 지점에 도달하면 드론(100)을 착륙 후 구동 정지시키는 착륙 신호 생성부(210)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 착륙 신호 생성부(210)는 상기 드론(100)이 상기 착륙 지점 정보에 따라 어느 하나의 지점에 도달하면 착륙 신호를 생성함으로써 상기 드론 제어부(130)가 드론(100)에 탑재된 배터리의 잔여 전력이 모두 소모되기 전 드론(100)을 지면에 착륙시키도록 하여 추락으로 인한 파손을 방지한다.
이때, 사용자는 상기 촬영 장비(102)로 촬영되는 영상을 통하여 상기 드론(100)이 착륙하고자 하는 지점의 상태를 확인함으로써, 예상치 못한 장애물이 발견되는 즉시 드론(100)을 제어하여 안전하게 착륙시킬 수 있으며, 이에 따라 지상 단말기기(220)를 통한 드론(100)의 제어는 상기 드론 제어부(130)에 의한 드론(100)의 제어에 우선하도록 구성됨이 바람직하다.
또한, 상기한 바와 같이, 상기 지상 단말기기(220)에는 상기 드론(100)의 현재 위치가 표시될 수 있으므로 사용자는 표시된 위치로 이동하여 대기중인 드론(100)을 회수 가능하다.
또한, 본 발명에 의한 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론은 상기 드론(100)의 상부에 공지의 태양광 모듈이 고정 설치되도록 구성됨으로써, 드론(100)의 비행중 또는 대기중에 탑재된 배터리가 충전되도록 구성될 수 있으며, 태양광 모듈 등의 무게로 인한 드론(100)의 비행 가능 시간이 단축된다 하여도, 결과적으로는 배터리의 재충전 후 비행이 가능하므로, 배터리가 완충된 상태로 1회의 비행으로는 모든 맨홀 또는/및 하천 시설물의 점검이 불가능한 거리까지 비행하며 회수 없이 점검이 가능한 효과를 얻을 수 있다.
이때, 상기 연산부(180)는 상기 GPS 장치(101)로 생성되거나 상기 드론(100)의 착륙시에 자동으로 저장된 드론(100)의 좌표 정보와 상기 비행경로 정보 그리고 상기 촬영지점 정보를 기반으로 하여 기점검된 맨홀 및 하천 시설물을 제외한 맨홀 및 하천 시설물을 점검하기 위한 예상 소비 전력량을 계산하고, 드론(100)에 탑재된 배터리의 충전량과 비교하여 남은 맨홀 및 하천 시설물의 점검 수행이 모두 가능한 경우 상기 드론 제어부(130)에 신호를 전송하여 드론 제어부(130)가 드론(100)을 비행시키도록 할 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 착륙 지점 중 어느 하나 이상에는 상기 드론(100)을 무선 충전 가능한 충전 장치가 구비됨으로써, 충전 장치의 상단 등에 착륙한 드론(100)에 탑재된 배터리가 충전되도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론은 지상에 설치되고 상기 드론(100) 및 상기 지상 단말기기(220)와 무선통신 되는 메인 서버를 더 포함하여 구성될 수 있고, 상기 메인 서버에는 상기 데이터 베이스(110), 상기 정보 생성부(120), 상기 식별부(150), 상기 재점검 정보 생성부(160), 상기 재점검 경로 생성부(170), 상기 연산부(180), 상기 경고 신호 생성부(190), 상기 착륙지점 정보 생성부(200), 상기 착륙 신호 생성부(210) 중 어느 하나 이상이 상기 드론(100)에 구비되는 것을 대신하여 구비될 수 있다.
위에서 소개된 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해, 예로써 제공되는 것이며, 본 발명은 위에서 설명된 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화 될 수도 있다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장 또는 축소되어 표현될 수 있다.
또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
100 : 드론 101 : GPS 장치
102 : 촬영 장비 103 : 무선 통신 장비
110 : 데이터 베이스 120 : 정보 생성부
130 : 드론 제어부 140 : 촬영 장비 제어부
150 : 식별부 160 : 재점검 정보 생성부
170 : 재점검 경로 생성부 180 : 연산부
190 : 경고 신호 생성부 200 : 착륙지점 정보 생성부
210 : 착륙 신호 생성부 220 : 지상 단말기기
102 : 촬영 장비 103 : 무선 통신 장비
110 : 데이터 베이스 120 : 정보 생성부
130 : 드론 제어부 140 : 촬영 장비 제어부
150 : 식별부 160 : 재점검 정보 생성부
170 : 재점검 경로 생성부 180 : 연산부
190 : 경고 신호 생성부 200 : 착륙지점 정보 생성부
210 : 착륙 신호 생성부 220 : 지상 단말기기
Claims (6)
- GPS 장치(101), 촬영 장비(102), 무선 통신 장비(103) 및 배터리 충전을 위한 태양광 모듈이 장착되고 설정된 경로를 따라 비행하며 맨홀 및 하천 시설물을 점검하는 드론(100)에 있어서,
상기 드론(100)은,
하수관로 정보 및 맨홀 위치 정보, 하천 도로 정보 및 하천 시설물 정보가 입력되어 저장되고, 사람 또는 차량과의 충돌 가능성이 제거되어 상기 드론이 안전하게 착륙할 수 있고 사용자에 의하여 회수되기 전까지 안전성이 보장되는 복수 개의 착륙 지점이 기선정되어 저장되는 데이터 베이스(110);
상기 하수관로 정보 및 상기 하천 도로 정보를 기반으로 하여 하수관로 정보의 일부 또는 전부가 포함된 하나 이상의 비행경로 정보, 하천 도로의 일부 또는 전부가 포함된 하나 이상의 비행경로 정보, 하수관로 정보 및 하천 도로 정보의 일부 또는 전부가 포함된 하나 이상의 비행경로 중 어느 하나 이상의 비행경로 정보를 생성하고, 상기 맨홀 위치 정보 및 상기 하천 시설물 정보를 기반으로 하여 맨홀 위치 정보의 일부 또는 전부가 포함된 하나 이상의 촬영지점 정보, 하천 시설물 정보의 일부 또는 전부가 포함된 하나 이상의 촬영지점 정보, 맨홀 위치 정보 및 하천 시설물 정보의 일부 또는 전부가 포함된 하나 이상의 촬영지점 정보 중 어느 하나 이상의 촬영지점 정보를 생성하는 정보 생성부(120);
상기 비행경로 정보에 따라 상기 드론(100)을 비행시키는 드론 제어부(130);
전력을 소모를 최소화하기 위하여 상기 촬영지점 정보에 따라 상기 드론(100)이 어느 하나의 맨홀 상공에 도달하기 전 또는 도달한 후 상기 촬영 장비(102)를 제어하는 촬영 장비 제어부(140);
상기 촬영 장비(102)로 촬영되는 점검 영상을 기반으로 하여 재점검이 필요한 맨홀 및 하천 시설물을 식별하되, 맨홀의 개방 또는 파손, 하천 시설물의 손상 등이 명백한 경우에는 식별대상에서 제외하는 식별부(150);
상기 맨홀 위치 정보 및 상기 하천 시설물 정보를 기반으로 하여 재점검이 필요한 맨홀 각각의 맨홀 위치 정보 및 재점검이 필요한 하천 시설물 각각의 하천 시설물 정보로 구성되는 재점검 정보를 생성하는 재점검 정보 생성부(160);
상기 하수관로 정보 및 상기 하천 도로 정보 및 상기 재점검 정보를 기반으로 하여 상기 식별부(150)에 의하여 재점검이 필요하다고 식별된 맨홀 및 하천 시설물 각각의 위치를 종합하여 상기 드론(100)이 복귀하며 재점검을 수행 가능한 최소 거리의 재점검 비행경로 정보를 생성하는 재점검 경로 생성부(170);
상기 비행경로 정보에 따른 예상 비행거리 및 상기 촬영지점 정보에 따른 상기 촬영 장비(102)의 예상 구동 시간을 기반으로 하여 상기 드론(100)의 예상 소비 전력량을 계산하는 연산부(180);
비행 중, 드론(100)에 탑재된 배터리의 현재 전력 잔량과 상기 예상 소비 전력량을 비교하여 현재 전력 잔량이 예상 소비전력량 이하이면 드론(100)의 비행 가능한 거리를 계산 후 드론(100)의 현재 좌표 정보에 반영하여 착륙 지점 정보를 생성하는 착륙지점 정보 생성부(200);
상기 드론(100)이 상기 착륙 지점 정보에 따라 착륙 지점에 도달하면 드론(100)을 착륙 후 구동 정지시키는 착륙 신호 생성부(210); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하되,
상기 복수 개의 착륙 지점 중 어느 하나 이상에 구비되어 드론(100)을 무선 충전 가능한 충전 장치; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 드론(100)은,
상기 비행경로 정보를 기반으로 점검을 수행하고 출발지점으로 복귀하며 상기 재점검 비행경로 정보를 기반으로 재점검을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론.
- 제 1항에 있어서,
상기 드론(100)은,
상기 드론(100)의 비행 전, 드론(100)에 탑재된 배터리의 현재 전력 잔량과 상기 예상 소비 전력량을 비교하여 현재 전력 잔량이 예상 소비 전력량 이하이면 외부로 표시되는 경고 신호를 생성하는 경고 신호 생성부(190); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론은,
상기 무선 통신 장비(103)와 양방향 통신 가능한 통신부가 구비되고, 영상 등을 표시 가능한 표시부가 구비되며, 상기 드론(100)을 제어 가능한 입력부가 구비되는 지상 단말기기(220)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론.
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